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科学家发现太阳系中的太空“高速公路”

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文/萧路


图为太阳系内的太空“高速公路”网络示意图。 图片来源:Jenny Mottar / NASA


天文学家最近发现,由太阳系中引力的相互作用产生的不可见结构形成了一个太空“高速公路”网络。

这些通道可以使物体快速穿越太空,并可以用于未来的太空探索,以及研究彗星和小行星。

通过分析观测和模拟数据,由塞尔维亚贝尔格莱德天文台(Belgrade Astronomical Observatory)的研究员Nataša Todorović领导的研究小组发现,这些通道由看不见的结构内部的一系列相连的拱组成。这些拱被称为空间流形,每个行星都有自己的流形,共同创造了所谓的天体高速公路。

神奇的是,这些通道可以在短短数十年内将物体从木星运送到海王星。而这通常在太阳系中需要数十万至数百万年的时间。

在太空中寻找隐藏的结构并不是那么容易。但是观察天体的移动方式可以提供有用的线索,特别是彗星和小行星。

有几组岩石天体与太阳的距离不同。其中一组是木星家族彗星(JFC),它们的轨道运行时间不到20年,和木星的轨道接近。一组是半人马座小行星(Centaur),它们是冰冷的大块岩石,位于木星和海王星之间。还有一组泛海王星天体(TNO),它们是太阳系中比较遥远的天体,有些轨道可以比海王星还大。

研究团队收集了有关太阳系中数百万个轨道的数值数据,并计算了这些轨道如何与已知流形拟合,从而对从金星到海王星的七个主要行星产生的扰动进行了建模。

研究团队发现,最突出的流形与木星相连。在不到一个世纪的时间里,大多数模拟粒子(约70%)达到了100天文单位的距离(冥王星的平均轨道距离为39.5天文单位)。

木星有如此巨大的影响力不足为奇,毕竟除太阳外,木星是太阳系中最大的天体。然而研究人员发现,所有行星都将在与它们的轨道周期相称的时间尺度上产生相同的流形结构。

这种新的理解可以帮助我们更好的了解彗星和小行星如何在内部太阳系中运动,以及它们对地球的潜在威胁。